全 文 ： 第 vy卷 第 t期u s s s年 t 月
林 业 科 学
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¤± qou s s s
人工林杨树木材性质与单板和胶合板
质量关系模型的探讨
鲍甫成tl 江泽慧vl
k中国林业科学研究院 北京 tsss|tl
刘盛全ul
k安徽农业大学 合肥 uvssvyl
摘 要 } 本文以生长在 v种长江滩地类型k江滩 !洲滩 !湖滩l !v种栽植密度kv° ≅ w° ow° ≅ x° ox° ≅ y°l下
的 v个品系人工林杨树 o即≈欧美杨无性系 zu杨k Ποπυλυσ≅ ευραµεριχανα¦√ q´ p zurx{l o美洲黑杨无性系 yv
杨k Π. δελτοιδεσ¦√ q´ p yvrxtl和 y|杨k Π. δελτοιδεσ¦√ q´ p y|rxxlk以下简称 zu杨 oyv杨 oy|杨l为对象 o在
研究人工林杨树木材性质与单板和胶合板质量关系的基础上 o先用逐步回归筛选有关关键材性指标 o然后再
进一步模拟人工林杨树木材性质与单板和胶合板质量之间的关系 ∀结果表明 o长江滩地 zu !yv !y|杨单板和
胶合板质量能够用与之相关的木材性质指标进行多元线性回归模拟 ∀
单板厚度偏差( ςςΤ)随纤维宽度( ΦΩ) !木纤维比量( ΦΠ) !导管比量( ςΠ)变化的模型为 :
ςςΤ € p v1wtw n s1syv ΦΩ n s1sw| ΡΠp s1svv ςΠ
单板背面裂隙率( ΡΛΧ)随木材弦面硬度( ΤΗ) !抗弯弹性模量( ΜΟΕ) !气干密度( Ω∆)和体积全干干缩
率( Σς)变化的模型为 :
Ρ ΛΧ€ |1wzu n s1ssx ΤΗ n s1ssv ΜΟΕ n {1vyy Ω∆ p u1vsu Σς
胶合板的胶合强度( ΓΣ)随木材 ³‹ 值k³‹l !纤维长度( ΦΛ) !纤维宽度( ΦΩ) !导管比量( ςΠ) !导管长度
( ςΛ)和木射线比量( ΡΠ)变化的模型为 :
ΓΣ € v1vuy p s1uy{ ³‹ p s1ssu ΦΛ n s1t|t ΦΩ p s1svv ςΠp s1ssw ςΛ n s1s|x ΡΠ
上述模型相关系数均在 s1zv以上 o表明应用上述模型能够较好地对长江滩地人工林杨树单板和胶合板
质量根据材性进行早期预测和加工工艺优化 ∀
关键词 } 人工林杨树 o木材性质 o单板和胶合板 o模型方程
收稿日期 }t||{2sv2uy ∀
3 /九五0国家科技攻关/工业用材林木材材性和功能性改良技术研究0专题k编号 }|x2stt2sv2utl ∀
承王金林研究员帮助指导 o特此致谢 ∀
tl !ul !vl为作者排序 ∀
Α ΜΟ∆ΕΛΙΝΓ ΑΠΠΡ ΟΑΧΗ ΤΟ ΤΗΕ ΡΕΛΑΤΙΟΝΣΗΙΠΣ ΒΕΤ ΩΕΕΝ ΠΛΑΝΤΑΤΙΟΝ
ΠΟΠΛΑΡ ΩΟΟ∆ ΠΡ ΟΠΕΡΤΙΕΣ ΑΝ∆ ΘΥΑΛΙΤΙΕΣ ΟΦ ς ΕΝΕΕΡ ΑΝ∆ ΠΛΨΩΟΟ∆
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( Χηινεσε Αχαδε µψοφ Φορεστρψ Βειϕινγtsss|t)
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( Ανηυι Αγριχυλτυρε Υνιϖερσιτψ Ηεφειuvssvy
Αβστραχτ : ׫µ¨¨√¤µ¬¤·¬¨¶²©³¯¤±·¤·¬²± ³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨k Ποπυλυσ≅ ευραµεριχανα ¦√ qŒp zurx{ oΠ. δελτοιδεσ¦√ qŒp
yvrxt ¤±§ Π. δελτοιδεσ¦√ qŒp y|rxxlªµ²º¬±ª¬±·«µ¨¨§¬©©¨ µ¨±··¼³¨¶²©¥¨¤¦«¨¶¤¯²±ª ≠¤±ª·¶¨ •¬√ µ¨¤±§¬±·«µ¨¨
§¬©©¨ µ¨±·³¯¤±·¬±ª§¨±¶¬·¬¨¶º µ¨¨ ¬¨·µ¤¦·¨§¤¶·«¨ ·¨¶·¬±ª °¤·¨µ¬¤¯¶·² °²§¨¯·«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¥¨·º¨¨ ± º²²§³µ²³¨µ2
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׫¨ °²§¨ ¬¯±ª¨´ ∏¤·¬²± ²©·«¨ √¤µ¬¤·¬²± ²©√ ±¨¨ µ¨·«¬¦®±¨ ¶¶( ςςΤ)√¤µ¼¬±ª º¬·«©¬¥¨µº¬§·«( ΦΩ) o³µ²³²µ·¬²±
²©√ ¶¨¶¨ (¯ ςΠ)¤±§©¬¥¨µ( ΦΠ)¬¶}
ςςΤ € p v1wtw n s1syv ΦΩ n s1sw| ΡΠp s1svv ςΠ
׫¨ °²§¨ ¬¯±ª¨´ ∏¤·¬²± ²©·«¨ µ¤·¬²²© ¤¯·«¨ ¦«¨¦®( ΡΛΧ)√¤µ¼¬±ª º¬·« º²²§«¤µ§±¨ ¶¶¬±·¤±ª¨ ±·¬¤¯( ΤΗ) , °²§2
∏¯ ¶¨²©¨¯¤¶·¬¦¬·¼( ΜΟΕ) oº²²§§¨±¶¬·¼¬± ¤¬µ2§µ¼( Ω∆)¤±§√²¯∏° ·¨µ¬¦¶«µ¬±®¤ª¨ ²© º²²§¬± ²√ ±¨2§µ¼( Σς)¬¶}
ΡΛΧ€ |1wzu n s1ssx ΤΗ n s1ssv ΜΟΕ n {1vyy Ω∆ p u1vsu Σς
׫¨ °²§¨ ¬¯±ª¨´ ∏¤·¬²±²©·«¨ ª¯∏¬±ª¶·µ¨±ª·«²©³¯¼º²²§( ΓΣ)√¤µ¼¬±ªº¬·«³‹ √¤¯∏¨¶k³‹l o©¬¥¨µ¯ ±¨ª·«( ΦΛ) o
©¬¥¨µº¬§·«( ΦΩ) o√ ¶¨¶¨¯¯¨ ±ª·«( ςΛ)¤±§³µ²³²µ·¬²± ²©√ ¶¨¶¨ (¯ ςΠ)¤±§µ¤¼( ΡΠ)¬¶}
ΓΣ € v1vuy p s1uy{ ³‹ p s1ssu ΦΛn s1t|t ΦΩ p s1ssw ςΛp s1svv ςΠn s1s|x ΡΠ
׫¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±¦¨¶©²µ·«¨ ¤¥²√¨ °²§¨ ¬¯±ªµ¨¶∏¯·¶º µ¨¨ ©²∏±§ªµ¨¤·¨µ·«¤± s qzv º«¬¯¨ ·«¨ µ¨ ¤¯·¬√¨ µ¨µ²µ¥¨·º¨¨ ±
·«¨ ° ¤¨¶∏µ¨§ ¤±§ ³µ¨§¬¦·¨§ √¤¯∏¨¶ º¤¶¤µ²∏±§ us h q׫∏¶o·«¨ µ¨ ¬¯¤¥¯¬·¼ ²©·«²¶¨ °²§¨ ¬¯±ª ¨´ ∏¤·¬²±¶¦²∏¯§ ¥¨
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Κεψ ωορδσ: °¯ ¤±·¤·¬²± ³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨o • ²²§³µ²³¨µ·¬¨¶o ∂ ±¨¨ µ¨¤±§³¯¼º²²§o ²§¨ ¬¯±ª¨´ ∏¤·¬²±¶
大力发展人工林是世界各国面对天然林日益减少所采取的共同战略k鲍甫成 ot||ul ∀然而 o在实
施这项战略过程中 o由于当初培育工业人工林时没有注重研究木材材性与林木培育的关系 o未能按照
用材部门对木材材性的要求营造人工林 o以致现在已成林的工业人工林木材很难适应市场的需求 ∀同
时 o由于没有注重研究人工林木材材性与加工利用的关系 o使已成林的工业人工林木材难以根据人工
林木材材性的特点及与加工利用的关系进行因材加工和适材适用 ∀因此 o人工林的培育和利用急需对
人工林木材材性与培育及与加工利用关系方面进行研究 ∀
另一方面 o从木材科学研究的发展趋势来看 o人工林木材材性与培育以及与加工利用关系的研究
是当今林业科学中各交叉学科领域最活跃的课题之一 o成为国际上新的研究热点 ∀目前这方面的研究
还刚刚开始 o特别是人工林木材材性与加工利用产品质量之间的关系方面几乎还是空白 o因此 o在人工
林木材材性与加工利用产品质量之间的关系方面开展深入研究 o无疑对科学指导人工林木材的加工利
用以及人工林的定向培育具有着十分重要的意义 ∀
本文在前文k鲍甫成 ot||{l以生长在 v种长江滩地类型k江滩 !洲滩 !湖滩l !v种栽植密度kv° ≅
w° ow° ≅ x° ox° ≅ y°l下的 v个品系人工林杨树木材 o即欧美杨无性系 zu杨k Ποπυλυσ≅ ευραµεριχανα
¦√ qŒp zurx{l o美洲黑杨无性系 yv杨k Π. δελτοιδεσ¦√ qŒp yvrxtl和 y|杨k Π. δελτοιδεσ¦√ qŒp y|rxxl为
材料 o在探讨人工林杨树木材材性与单板和胶合板质量关系所得结果的基础上 o首次通过数学模型对
木材材性与单板和胶合板质量之间的关系进行更有效的评估和表达 o以期得出更具指导意义的模型 o
借以为人工林杨树木材的单板和胶合板质量根据材性指标进行早期预测 o为最优加工工艺的制订提供
科学依据 ∀
t 材料和方法
111 试材采集
为了便于模拟木材材性与单板和胶合板质量之间的关系 o试材取自 v种长江滩地类型 !v种栽植密
度下的 v个品系人工林杨树 ∀用于单板旋切的试材同研究木材物理力学性质的试材在同一株的相邻
段上锯取 ∀共计采集 ut株杨树 o其生长情况和立地条件同前文k鲍甫成 ot||{l ∀
112 测定方法
为了便于分析比较不同品系 !不同滩地类型和不同栽植密度下的长江滩地速生杨树木材的单板和
胶合板质量的差异 o本研究在旋切单板和制胶合板时 o加工工艺采用了同一工艺路线 o即 }木段 ψ旋切
ψ干燥 ψ涂胶 ψ组坯 ψ陈化 ψ热压 ψ裁边 ψ砂光 ∀人工林杨树木材性质的测试以及单板和胶合板的
质量测定方法同前文k鲍甫成 ot||{l ∀
113 数据处理方法
u| 林 业 科 学 vy卷
由于与单板和胶合板质量相关的材性指标较多 o且这些材性指标之间有些是相互重复和相互影响
的 o因此本文根据人工林杨树材性与单板和胶合板质量关系的特点 o模拟人工林杨树木材材性与单板
和胶合板质量之间的关系时 o先采用逐步回归进行筛选关键材性指标 o然后再用多元线性回归来模拟
关键材性指标与单板和胶合板质量之间的关系k胡健颖 ot||y ~郎奎健 ot|{zl ∀
t1v1t 逐步回归 根据人工林杨树木材材性与单板和胶合板质量关系的研究一文的结果k鲍甫成 o
t||{l o将所有与单板和胶合板质量的相关的材性指标作为自变量 o将单板厚度偏差 o单板背面裂隙率 o
胶合强度分别作为因变量 o采用 Œ… °≤ 程序k胡健颖 ot||yl逐个对自变量检验该自变量的偏回归平
方和是否超过入选 Φ值 o如果超过入选 Φ值 o表示该自变量对因变量有显著影响 o因而选入回归方程 o
否则剔除该自变量 ∀
t1v1u 多元线性回归模型 回归模型 }设因变量 ψ与回归变量 ξt !ξu !ξv , , , ξ µ 的 ν 次观测数据
( ξιt , ξιu , ξιµ , ψι)(ι € t ,u , , , ν)满足多元线性回归模型 }
ψt = Βs + Βt ξtt + , + Βµ ξt µ + Εt
ψu = Βs + Βt ξut + , + Βµ ξu µ + Εu
σ
ψν = Βs + Βt ξνt + , + Βµ ξν µ + Εν
令 Ψ =
ψt
ψu
σ
ψν
, Ξ =
t ξtt , ξt µ
t ξut , ξu µ
σ
t ξνt , ξν µ
, Β =
Βs
Βt
σ
Βµ
, Ε =
Εt
Εu
σ
Εν
则线性回归模型可用矩阵表示为 }
Ψ = ΞΒ + Ε
式中 }Β为( µ n t)维未知参数向量 : Ξ为 ν ≅ ( µ n t)阶回归变量的观测数据矩阵 ; Ψ为 ν 维因变量的
观测向量 :Ε为未知的 ν维误差向量 ∀假设 Ε∗ Νν(s , ∆u Ιν) , ρκ( ξ) € µ n t ∀
参数估计 :用最小二乘法对 Β进行估计 ,设 Β的最小二乘估计 Β€ β ,求 β € (βs , βt , ,βµ )χ ,使得误
差平方和 }
ΣΣΕ = (ψ − ξβ)χ(ψ + ξβ) = °¬±(ψ − ξΒ)χ(ψ − ξΒ) = °¬±ΕχΕ
则 β满足正规方程 ( ξχξ) β = ξχψ
故 β € ( ξχξ) p t ξχψ
误差方差 Ρu用均方误差 ΜΣΕ估计 o即
Ρu = ΜΣΕ ϖ Σu = ΣΣΕν − µ − t =
2ν
ι−t
(ψι − ⊥ψι)u
ν − µ − t
其中 ⊥ψt € βs n βt ξιt n βu ξιu n , n βµ ξιµ , ΣΣΕ € 2
ν
ι € t
(ψι p ⊥ψι)u ,称为残差平方和 ∀
回归方程的显著性检验 }
检验假设 ΗsΒΒt € Βu € , € Βµ € s
ψ的 ν个观察值之间的差异 ,用观察值 ψι与其平方值 hψ的偏差平方和表示 ,称为总离差平方和 ,记
为 ΣΣΤΟ € 2ν
ι € t
(ψι p hψ)u ∀
2ν
ι = t
(ψι − hψ)u = 2
ν
ι = t
(⊥ψι − hψ)u + 2
ν
ι = t
(ψι − ⊥ψ)u
式中 }ΣΣΡ € 2ν
ι € t
(⊥ψι p hψ)u o称为回归平方和 ∀则有 }
ΣΣΤΟ = ΣΣΡ + ΣΣΕ
由此可见 oψ的偏差由两个原因造成 ,一个是 ξ 的变化引起 ψ的变化 ,一个是各种偶然因素干扰所致 ∀
v| t期 鲍甫成等 }人工林杨树木材性质与单板和胶合板质量关系模型的探讨
如果假设 Ηο成立 o则
Φ = ΣΣΡ/ µΣΣΕ/ ( ν − µ − t) ∗ Φ( µ , ν − µ − t)
对给定数据k ξιt , ξιu , , , ξιµ , ψι) , ι € t ,u , , , ν ,计算得统计量 Φ的值 ,再由给定的显著性水平 Α,查 Φ
分布表 ,得临界值 ΦΑ( µ , ν p µ p t) ,如果 ց ΦΑ( µ , ν p µ p t) ,则在给定显著性水平 Α下 , ψ对 ξt ,
, ξ µ 有显著的线性关系 ,也即回归方程显著 ,反之 ,则回归方程不显著 ∀具体检验可在方差分析表上
进行(见表 t) ∀
表 1 回归模型的方差分析
Ταβ .1 ς αριανχε αναλψσισ οφ τηερεγρεσσιον µοδελσ
方差来源
∂¤µ¬¤±¦¨ ¶²∏µ¦¨
离差平方和
≥∏° ²©¶´∏¤µ¨ ²© §¨ √¬¤·¬²±
自由度
⁄¨ ªµ¨¨²©©µ¨ §¨²°
均方
≥ ∏´¤µ¨ µ¨µ²µ
Φ值
Φ √¤¯∏¨
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨
回归
• ª¨µ¨¶¶¬²±
ΣΣΡ ° ΣΣΡ/ µ ΣΣΡ/ µΣΣΕ/ ν p µ p t
残差
⁄¨ √¬¤·¬²± ΣΣΕ ν p µ p t
ΣΣΕ
ν p µ p t
总和
≥∏° ΣΣΤΟ ν p t
以上数据分析和回归模型均采用 ∞÷ ≤∞在 x{y微机上完成 ∀
u 结果与讨论
211 人工林杨树木材材性与单板和胶合板质量的关系
单板质量的好坏主要看单板厚度偏差和背面裂隙率两项指标k‹ q…q卡哈林 ot|{zl ∀根据前文k鲍
甫成 ot||{l研究结果 o单板厚度偏差与纤维长度 !胞壁厚度 !壁腔比 !腔径比 !导管长和木射线比量相关
系数在 s1sx水平上达显著 ~与纤维宽度 !导管比量和木纤维比量相关系数在 s1st水平上达极显著 ∀
单板背面裂隙率与抗弯弹性模量相关系数为 s1xtzzy o在 s1st水平上检验达到极显著 }与气干密度相
关系数为 s1wsv{{ o在 s1sx水平上达显著k鲍甫成 ot||{l ∀
胶合强度是反映胶合板力学性能的主要指标k东北林业大学 ot|{|l ∀也是国家标准规定在胶合板
成品检验中必测指标 o胶合强度与主要解剖性质关系非常密切 ∀从前文可知k鲍甫成 ot||{l o纤维长
度 !纤维宽度 !胞腔直径 !导管长度 !导管弦向直径 !导管比量 !胞壁厚度 !壁腔比 !微纤丝角和木射线比
量的相关系数均达极显著ks1st水平l o与木纤维比量的相关系数达显著ks1sx水平l ~其中与纤维长
度 !纤维宽度 !胞腔直径 !导管长 !导管弦向直径 !导管比量成负相关 o与胞壁厚度 !壁腔比 !微纤丝角 !木
纤维比量和木射线比量成正相关 ∀与木材的 ³‹ 值大小成负相关且相关密切 o其中与边材的 ³‹ 值的
相关显著ks1sx水平l o与心材 ³‹ 值以及心 !边材的 ³‹ 均值相关极显著ks1st水平l ∀
212 人工林杨树木材材性与单板质量之间的关系模型
为了定量确定影响单板质量的主要因子 o先采用逐步回归方法 ∀逐步回归分析的结果表明 o影响
单板厚度偏差的主要因子是纤维宽度( ΦΩ) !木纤维比量( ΦΠ)和导管比量( ςΠ) ,比与前文(鲍甫成 ,
t||{)相关分析的结果一致 ;而影响单板背面裂隙率的主要因子除前文(鲍甫成 ,t||{)所述的抗弯弹性
模量( ΜΟΕ)和木材气干密度( Ω∆)外 ,还有木材弦面硬度( ΤΗ)和体积干缩率( Σς) ∀
根据上述分析 o再以 ut株人工林杨树所得到的每株各项材性指标和每株相对应的单板厚度偏差
与单板背面裂隙率数据 o采用多元线性回归来进行模拟 o结果见表 u ∀由表 u可知 o单板厚度偏差和单
板背面裂隙率与材性指标回归方程的相关系数分别为 s1|szy os1zvxv o决定系数分别为 s1{uvz o
s1xsuw o回归显著性均在 s1st水平上达到极显著 ∀从相关系数来看 o材性指标与单板厚度偏差的模拟
结果比与单板背面裂隙率的效果好 ~从决定系数大小来看 o通过纤维宽度 !木纤维比量和导管比量可说
明单板厚度偏差变异的 {u1vz h o通过弦面硬度 !抗弯弹性模量 !木材密度和体积全干干缩率可以说明
背面裂隙率变异的 xw1t h ~从人工林杨树的单板厚度偏差 !单板背面裂隙率实测值和预测值的相对误
w| 林 业 科 学 vy卷
差k表 vl来看 o单板背面裂隙率的相对误差在 s1u| h ∗ uy1|v h 之间 o单板厚度偏差在 v1|x h ∗
wu1zt h之间 ∀
表 2 人工林杨树木材材性与单板和胶合板质量与之间的回归模型 ≠
Ταβ .2 Μοδελσ οφ τηερεγρεσσιον βετωεεν ωοοδ προπερτιεσανδ θυαλιτιεσ οφ ϖενεερ ανδ πλψωοοδ οφ ποπλαρ πλαντιονσ
回归方程
• ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²±
ρ ρu Φ值
Φ √¤¯∏¨¶
Φ(s1st) 观察个数
’¥¶¨µ√ §¨±∏°¥¨µ
ςςΤ € p v1wtw n s1syv ΦΩ n s1sw| ΦΠp s1svv ς s1|szy s1{uvz x1ysy 3 3 s1su|s tu
ΡΛΧ€ |1wzu n s1ssx ΤΗ n s1ssv ΜΟΕ n {1vyy Ω∆ p u1vsu Σς s1{uvz s1xwsz w1wtw 3 3 s1stzw us
ΓΣ € v1vuy p s1uy{³‹ p s1ssu ΦΛ n s1t|t ΦΩ p s1svv ςΠ p
s1ssw ςΛ n s1s|x ΡΠ s1|v|| s1{{vw y1vtv
3 3 s1svsz tu
≠ ςςΤ为单板厚度偏差 , ΦΩ为纤维宽度 , ΦΠ为木纤维比量 , ςΠ为导管比量 , Ρ ΛΧ为单板背面裂隙率 , ΤΗ为弦面硬度 , ΜΟΕ为
抗弯强度弹性模量 , Ω∆为木材气干密度 , Σς为木材体积全干密度 , ΓΣ为胶合板胶合强度 , ΦΛ为纤维长度 , ςΛ为导管长度 , Ρ Π为木
射线比量 , ρ为相关系数 , ρu为决定系数 , 3 3 表示在 s1st水平上极显著 ∀
≠ ςςΤ : ∂¤µ¬¤±¦¨ ²©√ ±¨¨ µ¨·«¬¦®±¨ ¶¶~ΦΩ :ƒ¬¥¨µº¬§·«~ΦΠ:°µ²³²µ·¬²± ²©©¬¥¨µ~ςΠ:°µ²³²µ·¬²± ²© √ ¶¨¶¨¯~Ρ ΛΧ: • ¤·¬²± ²© ¤¯·«¨ ¦«¨ ¦®~
ΤΗ :‹¤µ§±¨ ¶¶¬±·¤±ª¨ ±·¬¤¯ ~ΜΟΕ :  ²§∏¯ ¶¨²© ¨¯¤¶·¬¦¬·¼ ~Ω∆ : • ²²§ §¨ ±¶¬·¼ ¬± ¤¬µ§µ¼ ~Σς : ∂ ²¯∏° ·¨µ¬¦¶«µ¬±®¤ª¨ ²© º²²§¬± ²√ ±¨2§µ¼ ~ΓΣ :
Š¯ ∏¬±ª¶·µ¨±ª·«²© ³¯¼º²²§~ΦΛ :ƒ¬¥¨µ¯¨ ±ª·«~ςΛ : ∂ ¶¨¶¨¯¯¨ ±ª·«~ΡΠ:°µ²³²µ·¬²± ²©µ¤¼ ~ρ :≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨ ©©¬¦¬¨±·¶~ρu : ⁄¨ ·¨µ°¬±ª¦²¨ ©©¬¦¬¨±·~
3 3 }≥¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨ µ¨±¦¨¶¤·s qst ¯¨ √¨¯ q
通过上述分析可以得出 }单板厚度偏差 !单板背面裂隙率都能通过所选材性指标进行回归模拟 o并
且所得出的长江滩地人工林杨树单板质量与关键材性指标之间的关系模型可靠 ∀今后在长江滩地定
向培育单板类人工林时 o可以籍此回归模型 o通过所测材性指标的大小来预测单板质量 o优化单板加工
工艺 ∀
213 人工林杨树木材材性与胶合强度之间的关系模型
如前文k鲍甫成 ot||{l所述 o与胶合板的胶合强度相关的材性指标较多 o如 ³‹ 值 !纤维长度 !纤维
宽度 !胞壁厚度 !胞腔直径 !壁腔比 !导管长度 !导管弦向直径 !导管比量 !微纤丝角以及木射线比量等 ∀
由于这些指标有些是相互重复 !相互影响的 o在进行这些指标与胶合强度多元回归分析模拟时 o先对这
些指标因子进行筛选 o以便确立影响胶合强度的主要因子 ∀为此 o首先对影响胶合强度的 tt个因子进
行逐步回归 o结果表明 o³‹ 值 !纤维长度( ΦΛ) !纤维宽度( ΦΩ) !导管长度( ςΛ) !导管比量( ςΠ)和木射
线比量( ΡΠ)等 y个因子是影响胶合强度的主要因子 ∀
根据上述分析 o再以 ut株杨树所得到的每株各项材性指标和每株相对应的胶合板的胶合强
度数据 o采用多元线性回归来进行模拟 o结果见表 u ∀由表 u可知 o木材材性与胶合板的胶合强度回归
方程的相关系数为 s1|v|| o决定系数为 s1{{vw o回归显著性在 s1st水平上到极显著 ∀从决定系数大
小来看 o通过 ³‹ 值 !纤维长度 !纤维宽度 !导管比量 !木射线比量和导管长度的大小可以说明胶合强度
变异的 {{1vw h ~从人工林杨树的胶合板的胶合强度实测值和预测值的相对误差k表 vl来看 o胶合强度
的相对误差最小 o在 s1wy h ∗ {1su h之间 o说明胶合板的胶合强度能够通过所选材性指标进行较好的
回归模拟 o并且所得出的长江滩地人工林杨树胶合板的胶合强度与关键材性指标之间的关系模型可
靠 ∀今后在长江滩地定向培育胶合板类人工林时 o可以籍此回归模型 o通过所测材性指标的大小来预
测胶合板的胶合强度 o优化胶合板的加工工艺 ∀
v 结论
人工林 zu !yv !y|杨单板与胶合板质量能够用与之相关的木材材性指标进行多元线性回归模拟 ∀
单板厚度偏差( ςςΤ)随纤维宽度( ΦΩ) !木纤维比量( ΦΠ) !导管比量( ςΠ)变化的模型为 :
ςςΤ € p v1wtw n s1syv ΦΩ n s1sw| ΡΠp s1svv ςΠ
单板背面裂隙率( ΡΛΧ)随木材弦面硬度( ΤΗ) !抗弯弹性模量( ΜΟΕ) !木材气干密度( Ω∆)和体
积全干干缩率( Σς)变化的模型为 :
x| t期 鲍甫成等 }人工林杨树木材性质与单板和胶合板质量关系模型的探讨
表 3 人工林杨树的单板厚度偏差 !单板背面裂隙率和胶合板胶合强度的实测值与预测值的比较
Ταβ .3 Τηε χοµ παρισον βετωεεν τηε µεασυρεδ ϖαλυε ανδ τηε πρεδιχτεδ ϖαλυε οφ τηεϖαριανχε οφ ϖενεερ τηιχκνεσσ,
τηερατιο οφλατηε χηεχκ οφ ϖενεερ ανδ τηε γλυινγ στρενγτη οφ πλψωοοδ οφ ποπλαρ πλαντατιονσ
单板厚度偏差
׫¨ √¤µ¬¤±¦¨ ²©√ ±¨¨ µ¨·«¬¦®±¨ ¶¶k¦°l
单板背面裂隙率
׫¨ µ¤·¬² ²© ¤¯·«¨ ¦«¨ ¦® ²©√ ±¨¨ µ¨k h l
胶合强度
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实测值
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预测值
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相对误差
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实测值
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相对误差
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s qtx s qtww v q|xv ux qx uy qttx u quzs u qut u qtt{ v q|u{
s qtv s qs{x vt q|yx vz qz vz q||t s qzvz t q|z t q|ux u qu|x
s qsz s qszy | qss| vz qz vv qwyu tt quuz t q|s t q|ty s qywu
s qtt s qtsu x qu|y vt qv vt qszt s q{t{ t qzz t q|sw z qwty
s quu s qt{z tv qtvs uy qv uz qsv{ u q{sw u qs| u qtu| t q{{s
s qsz s qs|s u{ qxzt ux qv vt q{vy ux q||y t q{x t qy|{ { qstx
s qvy s qvwv w qyw| vw qu uy q|{v ut qt|y u qsv t q|u{ x qsuz
s qsw s qsys vv qvvv vu qw u{ qxvs tu qsyz t qw| t qxvy v qvw|
s qsx s qswx | q{zv ux qz uy qvyx u qyvy t qvv t qvws s qzzw
s qut s qtz{ tv q{yt u{ qv u{ qw|{ s q{wv t q{x t q{uv t qwz{
s qs| s qtus v{ qwyu vs qv uz q{zw z q||x t q|s u qsux y qwys
s qsu s qsu| wu qzs{ vu qs vv qvyx w qvyw t qyu t qyys u qyzv
u| qs vs q{xu y qvw|
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• ≤ € |1wzu n s1ssx × ‹ n s1ssv  ’∞n {1vyy • ⁄p u1vsu ≥∂
胶合板的胶合强度kŠ≥l随木材 ³‹ 值k³‹l !纤维长度kƒl !纤维宽度kƒ • l !导管比量k∂ °l !导管
长度k∂ l和木射线比量k• °l变化的模型为 }
Š≥ € v1vuy p s1uy{ ³‹ p s1ssu ƒn s1t|t ƒ • p s1svv ∂ ° p s1ssw ∂ n s1s|x • °
从检验结果来看 o上述模型相关系数都在 s1zv以上 ∀表明应用上述模型能够较好地对长江滩地
人工林杨树单板和胶合板质量进行早期预测和工艺优化 ∀
参 考 文 献
鲍甫成 q世界木材科学研究现状与我国的发展战略 q世界林业研究 ot||u oxktl }ws ∗ wx
鲍甫成 o江泽慧 o刘盛全 q人工林杨树木材性质与单板和胶合板质量关系的研究 q林业科学 ot||{ ovwkyl }{v ∗ |u
胡健颖 o冯 泰编著 q实用统计学 q北京 }北京大学出版社 ot||y
郎奎健 o唐守正著 qŒ… °≤ 系列程序集 ) 数理统计 q北京 }中国林业出版社 ot|{z
‹ q…q卡恰林k苏l主编 q胶合板生产手册 q北京 }中国林业出版社 ot|{z
东北林业大学主编 q胶合板制板学 q北京 }中国林业出版社 ot|{|
y| 林 业 科 学 vy卷